-
23
ISSN 0216 3128
Taxwim, dkk.
APLlKASI REMOTE CONTROL INFRA MERAH UNTUK SISTEM KENDALl AKTUATOR CATV DAY A SUMBER ELEKTRON PADA MBE 350 key/tO MA Taxwim, Budi Santosa, Eko Priyono PuslitbangTeknologiMaju,Batan,Yogyakarta ABSTRAK APLIKASI REMOTE CONTROL INFRA MERAH UNTUK SISTEMKENDALI AKTUATOR CATU DAYA SUMBER ELEKTRON PADA MBE 350 keV/lO mA Telah di/akukan uji coba remote control infra merah 10 kanal sebagai sistem pengatur actuator catu daya sumber elektron. Sumber elektron terletak didaerah tegangan tinggi sehingga pengaturan secara langsung tidak memungkinkan. Pengaturan harus dilakukan pada jarak jauh atau dengan media yang terisolasi terhadap tegangan tinggi, untuk melindungi komponen atau instrumen yang bekerja pada daerah tegangan rendah, datI untuk melindungi manusia dari aliran tegangan tinggi. 8.istem pen~aturan menggunakan remote control infra merah pada daerah panjang gelombang9000 A - 9730 A merupakansistempengaturanjarakjauh, sinar infra merah akan diterima sebagai sinyal masukan untuk mengaktifkan aktuator berupa relay DC yang selanjutnya menggerakkan motor DC sebagai pengatur tegangan catu daya filamen datI catu daya anoda-katoda sumber elektron (4 kanal) untuk perintah SCRAM (J kanal) datI pemindah line manual atau otomatis menggunakan computer (I kanal). Sedangkan sisa kanal digunakan sebagai cadangan. Hasi/ uji coba menunjukkan respon yang baik pada jarak 8 meter dan pada daerah tegangan 9360 volt dengan frekuensi 30 kHz, Uji coba dengan prototip akselerator diperoleh hasi/ arus filamen sebesar 12 Amper. tegangan anoda-katoda 3 kV, arus elektron 250 flA pada tegangan pemercepat 12 kV
ABSTRACT APPLICA TION OF INFRA RED REMOTE CONTROL FOR CONTROL SYSTEM ELECTRON GUN POWER SUPPLY OF ELECTRON BEAM MACHINE 350 keV/IO mA. The ten channels infra red remote control as electron gun power supply control system has been tested. The electron gun is located in on the high voltage region, so it is impossible to control directly. The control of power supply of electron gun must be done by using remote control system or HV isolated medium to protect the component or instrument and human from high voltage. The control system using infra red signal with wave length 9000 A - 9730 A as input signal to activate DC relays actuator so that it can rotate a variac-transformer for regulating the filament and anode-cathode power supplies (4 channels). The other channels are used for SCRAM (J channel) and for manual/automatic switch of electron gun operation (J channel). The rest of the channels are for spare. DC motor coupled with control the electron gun power supply that consist of Cathode-Anode power supply and filament power supply. The control system equipped by SCRAM bottom to stop the operation of electron gun immediately and operation mode bottom to select the operation of electron gun in manual or computer operation and another channels as spare. The test of control system shows good performance at the condition of 8 meters distance, 9360 volt voltage and the frequency of 30 kHz. The test operation using prototype of Accelerator resulted:12 Ampere of thefilament current, 3 kV of anode-cathode voltage and 250 flA electron beam current, 12 kV of acceleration voltag.
PENDAHULUAN
P
3TM-Batan saat ini sedang melaksanakan salah satu program bidang iptek nuklir yaitu pembuatan mesin berkas elektron (MBE) 350 keV/lO IDA. Salah satu bagian renting daTi MBE adalah sumber elektron sebagai penghasil berkas elektron(I.3). Karena sistem ini terletak pada daerah tegangan tinggi maka dalam operasinya diperlukan eara pengendalian clan pengaturan yang khusus, yaitu teknik pengendalian jarak jauh. Untuk melindungi instrumen yang bekerja pada tegangan rendah clan pengaruh tegangan tinggi clan untuk menjaga keselamatan manusia dalam mengoperasikan MBE. Presiding
Pertemuan
Untuk mewujudkan suatu sistem pengendalian jarak jauh, diperlukan suatu peralatan khusus yang memenuhi kriteria tersebut(4). Dalam hat ini dipilih infra merah multi kanal sebagai media pengendalian jarak jauh yang dapat mentrigger aktuator yang dihubungkan dengan motor de untuk menaikkan atau menurunkan tegangan dengan memutar regulator transformer (variak) pada daerah tegangan tinggi. Dalam aplikasinya sinar infra merah banyak digunakan sebagai sistem kendali jarak jauh untuk perala tan elektronik, karena sangat sederhana clan mudah pemanfaatannya dibanding dengan kendali jarak jauh yang lain, misalnya telemetri, infra
dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003
dan Teknologi Nuklir
-
ISSN 0216 3128
24
merupakan gelombang
merah dipandang lebih baik pada jangkauan yang relatif agak jauh karena tak terpengaruh oleh medan magnet, medan listrik tegangan tinggi, oleh karena itu infra merah coeok digunakan sebagai kontrol dalam medan tegangan tinggi(5). Sinar infra merah Keppad PEMANCAR GELOMBANG. INFRA JYIERAH
merah
[!]<=n
.
.
cahaya tak tampak dengan panjang (6) 7600 A - 15000 A . Sinar infra
yang
digunakan
gelombangnya antara 9000
UplDn MOtor DC-l & 2
08 @O00 G@ OI!>
m ~~ m
mrn
.
Kontrol Transmiter
Taxwim, dkk.
~G\=3
mempunyai
Asampai
9730
panjang
A
Cadangan
uLJ~ mmm
L-J L-J ~
Gambar 1. Remote Control Infra Red bagian Pemanear
PENERI:I\IlA GELOrvIBANG rnFRA JVlERAH IvliJtor DC- I
UpiDn IvliJtor DC-II UpiDn
10 kana!
IIVlDde operasi
I
I
I
Scram
Keperluan lain/cadangan
Gambar 2. Remote Control Infra Red bagian Penerima
MODUL INFRA MERAH Dalam aplikasinya modul infra merah yang digunakan dibagi dalam dua bagian yaitu bagian transmitter/pengiriman sinyal clan reciever/ penerima sinyal seperti terlihat dalam Gambar 1. Remote Control Infra Merah bagian pemanear clan Gambar 2. Remote Control h~rra Merah bagian penerima. Pada Gambar 1 terlihat bahwa modul infra merah bagian pemanear mempunyai 10 kanal yang masing-masing kanal mempunyai fungsi sebagai berikut : 2 kanal sebagai sinyal untuk mengatur eatu clara filament Sumber Elektron MBE yaitu digunakan sebagai sarana untuk menaikkan clan menurunkan arus filamen. Dua kanal berikutnya digunakan sebagai sinyal untuk mengatur eatu clara Anoda Sumber Elektron MBE yaitu digunakan sebagai sarana untuk menaikkan clan menurunkan tegangan Anoda Sumber Elektron MBE, satu kanal sebagai pemilih / MODE yaitu memilih jalur manual at au otomatis, satu kana I berikutnya digunakan sebagai SCRAM yaitu untuk memutuskan calli clara filament Sumber Elektron
Presiding
Pertemuan
apabila terjadi sesuatu hat yang berbahaya atau kondisi darurat, sedangkan sisanya 4 kanal merupakan kanal eadangan. Pada Gambar 2. Remote Control Infra Merah bagian penerima merupakan penerus perintah untuk mengatur yang sesuai dengan perintah bagian pemanear, yaitu 2 kanal untuk mengatur arus filament clan 2 kanal untuk mengatur eatu daya Anoda merupakan sinyal unlatch/tak mempertahankan sedangkan untuk MODE clan SCRAM merupakan sinyal Latch! mempertahankan(2). Untuk membedakan sinyal padai sistem penerima digunakan suatu rangkaian decoder yang akan memilih keluaran mana yang sesuai dengan perintah daTi pemancar seperti terlihat dalam Gambar 3 yaitu gambar sinyal keluaran daTi modul penerima infra merah berupa pulse code sehingga sinyal masukkan akan teridentifikasi clan selanjutnya diteruskan sesuai dengan bentuk sinyal atau perintah daTi bagian pell1ancar infra merah.
daD Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003
--
~~
daD Teknologi Nuklir
ISSN 0216 - 3128
Taxwim, dkk.
25
Ollll'lIT I
Ot/TPUT2
00
0UI1'UT 2
Olln"n'
4 T~ Infra Red
Oln'l'ur
5
OUTPUT to
OUTP1Jr 7
OI:WUT &
OUl1'UT
OUTPUT
"
-
Ket...on""" 1katak 2 milisekon
i0
Gambar 3. Sinyal keluaran infra merah (pulse code)
[-----------------------------------------------
'.£flU""H
I
I I
I
'
I I
I """'ER
, I
£LE"""" I
"I
,,'
:.;ii ,":
I? i l I ~ :: , '.J". i
'.£AHOOA
~::'.~ """" ""
8
~
I
II
"th---r '" """""AM
:
flBERornc
.~
c:J0 0 0 DODO
~~ F: L
""~ .. m
4>
-:.~
~"H":A.AroEREO"", :I
-------
~-;;.,~;-'
FAHa "'HDAU ""ARED
Gambar 4: Blok Diagram Sistem Intrumentasi Dan Kendali Sumber Elektron MBE 350 key/tO rnA Sedangkan pada Gambar 4 merupakan gambar blok diagram sistem instrumentasi Sumber Elektron MBE 350 keV/20rnA, terlihat bahwa gambar dalam daerah bergaris putus-putus merupakan daerah medan listrik tegangan tinggi, sedangkan diluar itu merupakan daerah tegangan rendah
Prosiding
Pertemuan
TAT A KERJA Sinal' infra merah yang telah digunakan sebagai kendali aktuator sumber elektron tersebut mempunyai panjang gelombang 9000 A -9730 Ayang diukur dengan alai moflo chromator Yvon H25, serta telah dilakukan pengujian pada medan
dan Presentasi IImiah Penelitian Casal' IImu Pengetahuan P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003
dan Teknologi Nuklir
-
Taxwim, dkk.
ISSN 0216 3128
26
tegangan tinggi sebesar 9360 Volt dengan frekuensi 30 kHz dengan respon yang baik pactajarak kurang lebih 8 meter clan juga telah diuji dengan menggunakan prototip akselerator Pada Gambar 4 Blok diagram sistem instrumentasi Sumber Elebron MBE 350 keY/tO mA terlihat bahwa tombol kendali terletak diluar daerah tegangan rendah dengan kondisi awal sebagai berikut: Switch MODE pacta posisi Manual, SCRAM pacta posisi kontak. Untuk menaikkan tegangan catu daya Anoda dengan menekan tombol UP clan diikuti dengan tombol release sebagai pengaman, sehingga apabila terjadi kekeliruanltak sengaja menekan tombol UP maka tak akan berpengaruh, begitu juga untuk tombol UP aIDSfilament clan tombol MODE, sedangkan untuk menurunkan dapat langsung menekan tombol DN. Untuk menaikkan tegangan catu daya Anoda-Katoda dapat dilakukan secara bertahap
HASIL DAN PEMBAHASAN Dari pengujian lapangan dapat disimpulkan bahwa instrument yang dibuat telah dapat berfungsi dengan baik clan menunjukkan respon yang baik dengan perincian sebagai berikut :
No. 1 2 3 4 5 6 7
Tombol UP-I DN-l UP-2 DN-2 MODE SCRAM Blank
Fungsi Menaikkan Arus Filamen Menurunkan Arus Filamen MenaikkanTegangan Anoda Menurunkan Tegangan Anoda Pemilih manual/auto Darurat Cadangan
8 9 10
Blank Blank Blank
Cadangan Cadangan Cadangan
Pertama kali percobaan dilakukan dengan pengujian dingin, yaitu hanya mengetahui kondisi sistem tersebut apakah bekerja dengan normal (tes kerja sistem). Kedua pengujian dilakukan dalam medan listrik tegangan sebesar 9360 volt dengan frekuensi 30 khz, pacta jarak pengendalian 8 meter clan tak terjadi gangguan sehingga sistem ini dapat digunakan dengan baik, artinya tak terpengaruh walaupun dalam medan listrik tegangan tinggi clan pacta daerah medan listrik frekuensi tinggi sehingga sistem infra meraii ini memungkinkan untuk dapat digunakan sebagai sistem pengaturan Sumber Elektron pacta MBE Ketiga dilakukan pengujian dengan menggunakan prototip akselerator dengan jarak pengaturan antara sistem control clan tombol operasi berkisar 3 meter didperoleh basil sebagai berikut:
.
dengan menekan tombol UP diikuti tombol release secara step per step atau dapat dilakukan secara kontinyu, karena kecepatan motor DC tersebut relative lambat sehingga memudahkan untuk pengaturan tegangan. Begitu juga untuk pengaturan aIDS filament yaitu dengan menekan tombol UP bagian filamen diikuti tombol release untuk menaikkan aIDS filament dengan cara bertahap (sedikit demi sedikit) atau kontinyu. Kedua sistem control tersebut diberikan batas maksimal dari nilai yang telah ditentukan agar tidak melampaui batas yang diijinkan.
Pengaturan aIDS filament pacta aIDS 12 Amper, tegangan A-K sebesar 3 kV, dengan tegangan pemercepat 0 Volt. Diperoleh aIDS beam sebesar 250 ~A Prosiding
Pertemuan
Keterangan Diikuti tombol release langsung Diikuti tombol release langsung Diikuti tombol release langsung
-
. . .
Pengaturan dengan menaikkan tegangan pemercepat sebesar 6 kV diperoleh aIDS beam sebesar 500 ~A Pengaturan dengan menaikkan tegangan pemercepat sebesar 9 kV diperoleh aIDS beam sebesar 650 ~A Pengaturan dengan filament yang berbeda dengan pengaturan aIDS filament sebesar 12 Amper, tegangan A-K sebesar 3 kV, tegangan pemercepat 12 kV, diperoleh aIDS beam sebesar 250 ~A
Dari beberapa kali percobaan menunjukkan bahwa sistem kendali jarak jauh yang menggunakan infra merah dapat bekerja dengan baik, namun demikian agar sistem penerima sinaI infra merah tak terganggu oleh sinaI infra merah jenis lain, maka diperlukan suatu jalur lintasan yang tertutup dengan menggunakan pipa pralon sebagai proteksi agar yang melaluinya benar-benar sinaI infra merah yang dikehendaki.
dan Presentasi IImiah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003
dan Teknologi Nuklir
Taxwim, dkk.
ISSN 0216- 3128
27
KESIMPULAN
2. Linier Data Book, National Semi Conductor.
Dari basil pengujian clan aplikasi remote control infra merah sebagai sistem pengatur catu daya Sumber Elektron MBE dapat disimpulkan bahwa :
3. Kumpulan makalah seminar seharl perancangan Mesin Berkas Elektron 500 KeVI 10 IDA;PPNY-BATAN; Yogyakarta; 1996.
1. Sistem pengaturan dengan infra merah relative talc berpengaruh dalam medan listrik Tegangan Tinggi, medan Frekuensi tinggi, gelombang mikro (gelombang radio, dsb) dengan batas batas tertentu.
4. Donald P. Eekman; Automatic Process Control; John Wiley and Sons, New York; 1958.
2. Sinar tak tampaklinfra merah yang digunakan tersebut setelah diukur mempunyai panjang gelombang 9000 AD_9730AD, diukur dengan alat Mono Chromator Yvon H25 yang termasuk fotonlcabaya yang tak dapat disimpangkan oleh medan magnet maupun medan listrik. 3. Berfungsi dengan baik pada jarak pengendalian 8 meter antara unit pemancar clanunit penerima 4. Dari seluruh percobaan clan perlakuan tersebut modul Aplikasi remote control dengan infra merah tersebut dapat digunakan sebagai sistem kontrol Sumber Elektron MBE.
5. Kumpulan data penting komponen elektronika, "Paduan acuan cepat IC linier, TTL, CMOS", MuhiMedia,Jakarta,1985 6. http://www.inframerahhealth.comlfir-engy.html
TANYAJAWAB Djoko S. ~ Apakah sistem ini bisa diaplikasikan untuk pengendali pintu pengaman piranti dengan beban yang relatif berat (ruang operasi iradiator dengan perisai beton). Taxwim
.
UCAP AN TERIMAKASIH Karni ucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya atas kerjasamanya dalam melakukan perakitan, instalasi clanuji coba prototip ini, sehingga dapat di buat makalh ini kepada: 1. Saudara Kasiyo dalam usaha penyelesaian prototip tersebut serta perakitan claninstalasi. 2. Saudara Hartono, Amd, atas bantuannya dalam uji coba dengan prototip akselerator. 3. Saudara Ir. Jasiman, atas bantuan clankerjasama nya untuk pengujian pada daerah tegangan tinggi. 4. Semua tim penyelesaian MBE yang tidak karni sebutkan satu-persatu sehingga selesainya uji coba prototip ini.
Riziq Himawan merah ~ Apa keuntungan remote infra dibandingkan dengan yang menggunakan gelombang radio. ~ Kelemahan apa yang dirniliki remote ini dalam sistem tersebut.
.
Taxwim
.
DAFT AR rUST AKA 1. M. Stanley Livingstone and John P. Blewett; Particle Acceleration; McGRAW-HILL BOOK COMPANY; New York; 1962
Bisa, Karena sistem ini merupakan sistem pengendalinya, sedangkan untuk penggeraknya diperlukan motor penggerak dengan daya disesuaikan dengan bebannya.
Keuntungannya adalah bahwa sinor infra merah tak terpengaruh terhadap medan /istrik tegangan tinggi. sedangkan gelombang radio akan terpengaruh. Kelemahannya. jangkauannya terbatas, diperlukan media tak terpenghalang (langsung).
Prosiding Pertemuan dan Presentasi IImlah Penelitian Dasar IImu Pengetahuan dan Teknologl Nuklir P3TM-BATAN Yogyakarta, 8 Juli 2003
